Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Ce que signifie μ » ?

Définition 18.2 Physique universitaire — 3e année · Chapitre 18 — L’ensemble grand-canonique

μ\mu est le coût, en énergie libre, de l’ajout d’une particule à TT et VV fixés. Les particules s’écoulent spontanément du μ\mu élevé vers le μ\mu bas — diffusion, osmose, évaporation, réactions chimiques et courants électriques sont autant de gradients de μ\mu qui se relâchent. À l’équilibre entre deux phases ou deux lieux quelconques, μ\mu est égal des deux côtés — la troisième égalité (avec TT et PP) qui régit la coexistence. Pour un gaz parfait classique,

μ=kBTln ⁣(nλT3)<0(gaz dilueˊ):\mu = k_{\text{B}}T\,\ln\!\big(n\lambda_T^3\big) < 0 \quad\text{(gaz dilué)} :

ajouter une particule à un gaz dilué abaisse l’énergie libre, parce que le gain d’entropie l’emporte sur tout coût énergétique — le signe qui pousse l’évaporation dans un air sec. Et une pile est une machine à μ\mu : sa tension est la chute de potentiel chimique par électron entre ses électrodes, U=Δμ/eU = \Delta\mu/e — les volts sont le taux de change de la chimie des électrons, et c’est pourquoi les éléments délivrent des tensions à un chiffre.

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